Первые результаты разработки и применения программного обеспечения для создания карт пространственного распределения полного электронного содержания ионосферы для района Петропавловск-Камчатского геодинамического полигона

В последнее время в комплекс непрерывных геофизических измерений на территории Петропавловск-Камчатского геодинамического полигона были включены данные об изменениях в полном электронном содержании (ПЭС) ионосферы в качестве дополнительного источника информации о сейсмодеформационных процессах, протекающих в геосреде на этапе активной фазы подготовки сильных камчатских землетрясений. Расчет ПЭС в столбе единичного сечения осуществляется с помощью данных, получаемых от приемников региональных сетей ГНСС, расположенных в сейсмоактивных районах с равномерным покрытием геодинамического полигона, что обеспечивает достаточное пространственное разрешение выходных данных. В работе отражены этапы создания и применения программного продукта, позволяющего проводить расчет ПЭС с помощью доступных для использования выходных данных приемников ГНСС-сети, а также представлять полученные результаты в двух вариантах: формировать временной ряд динамических изменений ПЭС для выбранной пространственной области и строить двумерную интерполированную карту распределения ПЭС для фиксированного временного интервала. Разработанное программное обеспечение представляет собой полноценную экосистему, включающую в себя модули для реализации всех процессов, необходимых для получения данных об ионосферных возмущениях. Прежде всего, это реализованная возможность поиска в общем доступе входных данных, представляющих собой RINEX-файлы приемников региональных ГНСС-сетей и файлы навигационных сообщений спутников GPS и GLONAS, дальнейшие расчеты по методике определения ПЭС вдоль луча зрения, направленного от приемника к искусственному спутнику Земли, с использованием кодовых измерений на двух частотах, и затем визуализация полученных значений ПЭС в формате как временного ряда, так и двумерной интерполированной карты. Помимо перечисленных основных этапов работы программное обеспечение предусматривает ряд полезных функций для удобства работы пользователя, что значительно снижает вероятность ошибок с учетом большого количества входных данных и общей трудоемкости процесса. Это такие технические возможности, как выбор метода интерполяции при построении двумерных карт, выбор частоты осреднения временного ряда, сохранение всех полученных результатов в различных форматах со всеми необходимыми метаданными. Программное обеспечение написано на языке программирования Golang, что позволяет проводить вычисления на достаточно быстром уровне и с возможностью распараллеливания вычислений. Оно не требует от пользующегося умений, выходящих за базовое управление компьютером. Все параметры вынесены в отдельный файл, с возможностью их редактирования, поэтому не подразумевают изменения непосредственно в коде программы, что уменьшает порог входа. В настоящий момент разработанное программное обеспечение с рабочим названием Ион используется в регулярном режиме для получения данных о вариациях ПЭС ионосферы и последующего их анализа в комплексе с результатами других видов геофизического мониторинга.
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ, проект № 23-27-00352 (https://rscf.ru/project/23-27-00352/), "Сеть комплексных скважинных измерений Петропавловск-Камчатского геодинамического полигона: новые подходы к повышению эффективности мониторинга процессов, связанных с подготовкой сильных камчатских землетрясений"